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LED点滅回路・定電流回路・駆動回路

LED電球・LED照明は、光源であるLEDチップのほかに、さまざまな部品によって構成されています。その代表的な部品が、LEDを点滅させる際に必要な「点滅回路」、電流を一定にする「定電流回路」、LEDを発光させる「駆動回路(点灯回路)」です。LEDはダイオードの一種なので、LED回路図にはダイオードと似た回路記号・図記号が使われます。

読み方:えるいーでぃてんめつかいろ・ていでんりゅうかいろ・くどうかいろ
英語正式表記:LED flashing circuit, constant current circuit, drive circuit

LED点滅回路・定電流回路・駆動回路とは

LED電球・LED照明は、光源であるLEDチップ(LEDパッケージ)のほかに、さまざまな部品によって構成されています。その代表的な部品が、「点滅回路」「定電流回路」「駆動回路」です。LEDはダイオードの一種なので、LED回路図にはダイオードと似た回路記号・図記号が使われます。

点滅回路とは

LEDを点滅させる際に必要になる回路のことです。LEDチップの中には自動点滅機能を備えたものがありますが、トランジスターを使った無安定マルチバイブレーター、タイマーICを使った発振回路などを用いて作成した点滅回路が組み込まれている場合も少なくありません。

一般的なLED電球・LED照明では、明かりを点滅させる用途はありません。しかし、自転車用の点滅ライト、クリスマスツリーなどの装飾用に使用するデコレーションライトなどでは、LEDを点滅させるというニーズがあります。これらのLED照明機器には、簡単な構造の点滅回路が組み込まれています。

定電流回路とは

LEDの明るさは、流れている電流で決まります。言い換えれば、電源電圧が何V(ボルト)であっても、LEDを発光させるのに必要な電流を流せば良いわけです。何Vの電圧をかければ、必要な電流が流れるのかは、LEDチップの仕様に記載されていますが、LEDが必要な電流は周辺温度によって違いがあり、LEDチップの個体差によるばらつきもあります。つまり、LEDは電圧を決めても安定して点灯させることができません。白熱電球のように、単純に電源に接続することができないのです。

そこで、LEDに欠かせないのが、電流を一定にする定電流回路です。定電流回路に高い電圧を加えて必要な電流に達すると、一定の安定した電流が流れるように制御してくれます。なお、電源から流れる電流は一周して必ず戻るため、定電流回路はLEDのアノードより前、またはカソードより後のどちらにでも設置することが可能です。

駆動回路とは

LEDを発光させるには、大きく分けて「定電圧駆動」と「定電流駆動」の二つの駆動方式があります。それぞれの駆動方式を実現するための回路が、駆動回路(点灯回路)です。

定電圧駆動とは、LEDにかける電圧を一定にすることで、LEDの仕様に合った順電流を確保する点灯方式のことです。電圧駆動で最も簡易的で低コストの駆動方式は、抵抗を使って電圧を制御する制限抵抗式です。ただし、定電圧駆動の場合、LEDの順電圧が個体差によるばらつきや発熱によって変化した場合、順電流も変化して明るさが変わってしまうことがあります。また、制限抵抗で電圧が損失し、熱が発生するので、それを考慮する必要もあります。もう一つの定電流駆動は、定電流回路を用いた駆動回路です。定電流回路を利用すると、構造は複雑になるものの、熱の損失を抑えて発光効率が向上するとともに、LEDの順電圧のばらつきや温度による影響を低減できるという利点があります。

(C) nobudget LED 研究会 2014.9.5

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